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动力电池6大痛点“定向爆破”

发布时间:2020-08-21


新能源汽车大规模进入市场化的推广阶段之前,还面临着很多的痛点。分析来看,影响消费者购买的主要是六个方面:

一是成本太高;二是里程焦虑;三是电池环境耐受性比较弱;四是充电时间太长,比加油非常不方便;五是产品安全性,目前新能源汽车起火、自燃事 故得到大家广 泛关注,影响了消费者购买新能源汽车的信心;六是保值。新能源汽车二手车的残值跟燃油车相比,比例非常低。

这是宁德时代董事长助理孟祥峰近日在一个汽车论坛上的研判,在他看来,这些痛点很大程度上和动力电池性能或者特点密切相关,作为动力电池的供应商,宁德时代在和国内外主机厂一起克服上述短板和痛点。

在材料体系方面,过去三年,宁德时代通过高通用的计算和模拟的平台,实现了三元材料的优化,目前三元体系已经逐步成熟,下一步要把相同的计算方法转移到下一代电池材料体系的开发中去。B C

在电池集成创新上,在CTP的基础上,宁德时代进一步提出了CTC(Cell to  Ch a ssis),此技术将电芯和底盘集成一起,再把电机、电控、整车高 压如DC/DC、O B C等通过创新的架构集成在一起,并通过智能化动力域控 制器优化动力分配和降低能耗。

与传统的集成技术相比,CTC将使新能源汽车成本可以直接和燃油车竞争,乘坐空间更大,底盘通过性变好。基于此,可以实现电动汽车续航达到800-1000公里。

针对电动汽车低温性能差的问题,宁德时代主要从电池本体方面做改进,一是通过正极、负极和电解液液的优化,提高电池本体的低温性能。

二是通过巧妙利用电池本身的内阻和电机控 制器的集成优化,实现了利用电池内阻自加热的功能,这个自加热利用电池本体和控 制器的现有结构,没有增加任何硬件成本,只是在控 制系统上做了优化。

该技术和电池外部加热相比,它的加热效率提高了4倍,可以达到每分钟2度以上的加热速率。另外,加热更加均匀,温度梯度也从40度降低到10度,均匀性更加完美。这个已经和主机厂在做车辆量产前的一些验证工作。

针对电动汽车充电慢的问题,宁德时代做了两方面探索。一方面和主机厂探索车电分离和换电模式;另外从电池本身上做突破。

宁德时代在快充方面处于领 先地位,目前可以做到充电一刻钟,车辆续航提高400公里,实现了快 速补电。

针对电池的衰减和二手车的残值过低的问题,宁德时代 开发了长寿命电池,通过补给工艺将电池寿命提高到10000万次循环以上,可以将电动汽车的电池超过了车的寿命。

“这样梯次利用才真正变成了一个可以实现的技术方案,而不是目前的梯次利用只是停留在理念。电池只有做到真正的长寿命和高的可靠性,它的梯次利用才能变成现实。”

孟祥峰介绍,该技术已经应用到储能电站上,在福建晋江储能电站上应用了这个技术,目前运行良好,宁德时代希望电池从车辆报废之后用到下辆车,下辆车报废以后还可以应用到梯次利用的基站、电源上,这样实现一鱼多吃,实现整车电池成本下降。

针对新能源汽车的安全问题,孟祥峰表示,目前整个新能源汽车安全问题原因是复杂的,有内部因素,也有外部因素。

从电池本身来看,从材料的热稳定性、单体电池的耐高 压、耐过充的技术上进行突破,同时从系统集成方面重点实现系统的防止热扩散,单体电池制造引发的内短路,目前难以完全避免,但可以通过技术的提升,降低事 故概率。

如果发生了单体热失控,通过系统的防护可以将热扩散的时间进一步延长。目前国 家的标准是规定了热扩散时间不得大于5分钟,宁德时代通过电池包的设计,已经实现了电池系统不发生热扩散,即使单体内发生了热短路,发生了失效,整个电池包不会燃 烧的。

而在新的电池技术创新和突破上,宁德时代也走了一系列储备。

固态电池领域,循环寿命是目前固态电池* 大的短板,宁德时代已经做到循环900次,衰退10%以内。

无钴电池方面,宁德时代在很早之前做了充分布局,同时,还布局更下一代的叫“无稀有金属电池”,不仅是无钴,连镍也可以替代掉,这样整车的续航可以进一步提高,整车成本可以大幅下降。

对于动力电池及电动汽车产业接下来的发展,孟祥峰提出了四方面的建议。

一是希望做更长远规划,明确引导车企要走向全 面电动化的目标。类似于欧洲的《碳排放法规》,明确2030年目标,国内目前还没有相关的规划或者相关的约束的目标出现。

二是在公共领域的电动化。在2025年之前,私人乘用车在具备经济性上的竞争力之前,国内还是需要通过公共领域的拉动,去完善整个产业体系。

三是商业模式的创新。比如说车电分离行业上已经讨论很多了,比如说一鱼多吃,宁德时**发了200万公里,一万次循环的电池,能不能在车辆报废之后应用到下一辆车上,这些都需要商业模式的创新、管理体系的创新。

四是整个配套产业体系。新能源汽车有很多与燃油车不同的特点,燃油车的一些安全检验、维修保养、保 险制度、三包和召回,对电动车来说有的并不适用,目前还没有针对新能源汽车特点的管理政策,因此希望在政 府端快 速建立适用于新能源汽车全生命周期的管理制度,这样新能源汽车才能走得更稳更健康。